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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILTEMA:
“DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES POR EL METODO DE LODOS ACTIVADOS PARA
EL BARRIO CENTRO DE CHUPACA”
DOCENTE: Mg. ESTRADA CORREA, Ivan NikolaiCÁTEDRA: ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
PRESENTADO POR: ALANIA CHUCO, Ninoska CURICHAHUA BARRIOS, Rocio MADUEÑO CLAROS, Lisbeth VILCA YARANGA, Donovan
INDICE• CARATULA• INDICE• PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN• OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN• FUNDAMENTO TEORICO• METODOLOGIA• PROPUESTA DE SOLUCIÓN• CONCLUSIONES• RECOMENDACIONES
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
PROBLEMA GENERAL
¿ Cómo diseñar una planta de tratamiento de aguas residuales por el método de lodos
activados para el barrio Centro de Chupaca?
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
PROBLEMAS ESPECIFICOS
¿Cuántos serán los beneficiados con el diseño de la planta de tratamiento de
aguas residuales por el método de lodos activados para el barrio Centro de
Chupaca?
¿Qué parámetros de diseño debemos tener en cuenta para realizar el diseño de
una planta de tratamiento de aguas residuales por el método de lodos
activados para el barrio Centro de Chupaca??
¿Cuál será el lugar geográfico más adecuado para el diseño de la planta de
tratamiento de aguas residuales por el método de lodos activados para el
barrio Centro de Chupaca?
¿Cuáles son los elementos que se debe de tener en cuenta para el proceso
constructivo de la planta de tratamiento de aguas residuales por el método de
lodos activados para el barrio Centro de Chupaca?
PLANTEAMIENTO DEL OBJETIVO
OBJETIVO GENERAL Diseñar una planta de tratamiento de aguas
residuales por el método de lodos activados para el barrio Centro de Chupaca.
PLANTEAMIENTO DEL OBJETIVO
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar la población beneficiada con el diseño de la planta de tratamiento de
aguas residuales por el método de lodos activados para el barrio Centro de
Chupaca.
Determinar los parámetros de diseño de la planta de tratamiento de aguas
residuales por el método de lodos activados para el barrio Centro de Chupaca.
Analizar la ubicación geográfica donde se diseñara la planta de tratamiento de
aguas residuales por el método de lodos activados para el barrio Centro de
Chupaca
Determinar los elementos que se consideren en su proceso constructivo de la
planta de tratamiento de aguas residuales por el método de lodos activados para
el barrio Centro de Chupaca.
EVALUACIÓN DE DATOSMETODOLOGIA DE LA INVESTIGACION
TIPO DE INVESTIGACIÓN
Según el fin o propósito: Investigación Aplicada- Descriptiva.
Según su naturaleza: Investigación Explicativa.
Tratamiento de aguas residuales
Tratamiento Preliminar
Tratamiento Primario
Tratamiento Secundario
EVALUACIÓN DE DATOS
TRATAMIENTO PRELIMINAR
En algunos casos las aguas residuales deben ser acondicionadas antes de proceso de tratamiento. El proceso de lodos activados no es la excepción esto debido a que ciertos elementos inhiben el proceso biológico (grandes cantidades sólidos, aguas residuales con valores anormales de pH, etc.)
CRIBAS
Para el diseño de cribas de rejas se tomarán en cuenta los siguientes aspectos
Las cribas deben utilizarse en toda planta de tratamiento, aun en las más simples.
Pueden ser de limpieza manual (gruesas) o de
limpieza mecánica (finas).
Determinada las dimensiones se procederá a calcular la velocidad del canal antes de las barras, la misma que debe mantenerse entre 0,30 y 0,60 m/s,
siendo 0,45 m/s un valor comúnmente utilizado.
Las dimensiones y espaciamiento entre barras se escogerán de modo que la velocidad del canal antes de y a través de las barras sea adecuada. La velocidad a través de las barras limpias debe mantenerse entre 0,60 a 0,75 m/s (basado en caudal máximo horario). Las velocidades deben verificarse para los caudales
mínimos, medio y máximo.
El espaciamiento entre barras estará entre 20 y 50 mm. Para localidades con un sistema inadecuado de recolección de residuos sólidos se recomienda
un espaciamiento no mayor a 25 mm.
Se utilizarán barras de sección rectangular de 5 a 15 mm de espesor de30 a 75 mm de ancho. Las dimensiones dependen de la longitud de las barras y el mecanismo de limpieza.
DESARENADORES
La inclusión de desarenadores es obligatoria en las plantas que tienen sedimentadores y digestores.
Los desarenadores serán preferentemente de limpieza manual, sin incorporar mecanismos, excepto en el caso de desarenadores para instalaciones grandesLos desarenadores pueden ser rectangulares o circulares, de flujo horizontal o helicoidal; aireados o no; de limpieza manual o mecánica.
Estructuras destinadas a remover arenas y otros guijarros presentes en las aguas residuales.
MEDIDOR Y REPARTIDOR DE CAUDALDespués de las cribas y desarenadores se debe incluir en forma obligatoria un medidor de caudal de régimen crítico, pudiendo ser del tipo Parshall o PalmerEl medidor de caudal debe incluir un pozo de registro
para la instalación de un limnígrafo. Este mecanismo debe estar instalado en una caseta con apropiadas medidas de seguridad.
Cámara de repartición de entrada central y flujo ascendente, con vertedero circular o cuadrado e instalación de compuertas manuales, durante condiciones de mantenimiento correctivo.
Repartidor con tabiques en régimen crítico, el mismo que se ubicará en el canal.
REPARTIDORES
TRATAMIENTO PRIMARIOLos principales procesos y operaciones de tratamiento primario son:SedimentaciónDigestión Primaria de Lodos
BASES DE DISEÑO:
Flujo de diseño: Q = 136.76l/s = 0.13676m3/s
Carga Hidráulica recomendada RANGO
Sedimentador Primario 32.6 48.8 m3 / m2 - día
SEDIMENTADOR PRIMARIO (Decantador Primario)
Los tanques de sedimentación, de diámetro o lado no mayor deben ser proyectados sin equipos mecánicos.
La sedimentación primaria se emplea como parte del pretratamiento dentro del procesamiento integral de las aguas residuales. Los sedimentadores primarios diseñados y operados pacientemente, remueven entre el 50% y 70% de los sólidos suspendidos y entre el 25% y 40% de DBO
TRATAMIENTO SECUNADARIOLOS OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO SECUNDARIO SON:1) Reducir el contenido en materia orgánica de las aguas.2) Reducir su contenido en nutrientes y 3) Eliminar los patógenos y parásitos.
AEROBIOS
• Lodos Activados• Filtros Percoladores• Discos Biológicos• Lagunas Aireadas y Estanques de
Estabilización
CLARIFICADOREste liquido se envía al clarificador donde se separa por sedimentación la biomasa (lodos) del agua. Una determinada fracción de esta biomasa es generalmente recirculada al biorreactor para mantener la adecuada concentración de microorganismos, mientras que el exceso es extraído del sistema, dado que está constituido por material celular, sometido a un proceso de estabilización a fin de reducir su capacidad de fermentación.Cuenta con un sistema BARRELODOS que transporta los sedimentos hacia el centro del tanque. Un flujo determinado de lodos sedimentados se retornan al biorreactor y otra parte se destina a la unidad DAF.
El agua clarificada es drenada por rebose como efluente final
CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES DEL TANQUE DE AEREACIÓN
Aquí se digieren las bacterias de forma aerobia, es decir se alimenta de oxigeno de manera que la cantidad de lodos disminuye.
Datos básicos de diseño:
Gasto, Q = 136.76 l/sDBO 5 = 149.24mg/lBDO S = 62.3mg/lSST = 140mg/l
Condiciones particulares de descarga
DBO 5eflu = 30mg/lSST eflu = 30mg/l
Datos obtenidos
DBO5sol ef = 14.94mg/l
SSVLM = 2,000mg/l
SSLM = 3,000mg/l
V tanque = 398.86m3
Ancho = 8.20m
Largo = 16.50m
Profundidad útil = 3.0m
LECHO DE SECADOLa finalidad de esta parte es el de remover el agua contenida en estos por evaporación y filtración.
K1.1 CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES DEL ESPESADOR DE LODOS
Volumen de lodo primario y secundario 11.72 m3 / díaMasa de lodos 0.2458 t / día = 245.83 kg / díaCarga de sólidos 49.00 kg / m2 / díaÁrea 5.02 m2
Diámetro 2.50 mProfundidad 3.00 mVolumen real 15.05 m3
Tiempo de residencia hidráulica 1.3 díasVolumen de sobrenadantes 8.45 m3 / díaVolumen de lodos 3.27 m3 / día
PARAMETROS DE DISEÑODE LODOS ACTIVADOS
El requisito fundamental antes de proceder al diseño preliminar o definitivo de una planta de tratamiento de aguas residuales
El estudio del cuerpo receptor
POBLACION
Estos estudios deben llevarse a cabo obligatoriamente para ciudades con una población actual mayor a 75000 habitantes y otras de menor tamaño que el organismo competente considere de importancia por su posibilidad de crecimiento, el uso inmediato de aguas del cuerpo receptor, la presencia de descargas industriales, etc.
ESTUDIO DE SUELOS Dentro del estudio de suelos se tiene
generalmente al análisis granulométrico, estratigrafía, clasificación de suelos.
INFORMACION BASICA DE LODOS ACTIVADOS
L.evantamiento topográfico detallado de la zona donde se ubicarán las unidades de tratamiento y de la zona de descarga de los efluentes; estudios de desarrollo urbano o agrícola que puedan existir en la zona escogida para el tratamiento; datos geológicos y geotécnicos necesarios para el diseño estructural de las unidades, incluido el nivel freático; datos hidrológicos del cuerpo receptor, incluido el nivel máximo de inundación para posibles obras de protección; datos climáticos de la zona
El área deberá estar lo más alejada posible de los centros poblados, recomendándose las siguientes distancias:
500 m como mínimo para tratamientos anaerobios 200 m como mínimo para lagunas facultativas 100 m como mínimo para sistemas con lagunas aireadas 100 m como mínimo para lodos activados y filtros percoladores.
CLIMA
Está caracterizada por la alterada estación que tiene dos periodos bien marcados, la temperatura a considerar para el diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales de lodos activados es de 0 a 30°C.
TOPOGRAFÍA
La topografía y pendientes a considerar para que se realice un buen diseño serán las adecuadas para que el agua residual fluya por gravedad, para generar menos costos dentro de la operación de la planta y equipos necesarios para su funcionamiento.
PERIODO DE DISEÑO
Para el diseño de los diferentes componentes del sistema de tratamiento de aguas residuales, se consideró un periodo de diseño de 20 años.
Durante este periodo, los distintos componentes de los sistemas involucrados funcionarán en condiciones hidráulicas aceptables, siempre y cuando se haga una óptima operación y mantenimiento de la infraestructura, aspecto que debe ir acompañado de un programa de capacitación y sensibilización de la administración del sistema.
PARA EL DISEÑO DE CUALQUIER VARIANTE DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS, SE TENDRÁN EN CONSIDERACIÓN LAS SIGUIENTES DISPOSICIONES GENERALES:
Los criterios fundamentales del proceso como: edad del lodo, requisitos de oxígeno, producción de lodo, eficiencia y densidad de la biomasa.
Para determinar la eficiencia se considera al proceso de lodos activados conjuntamente con el sedimentador secundario o efluente líquido separado de la biomasa.
El diseño del tanque de aeración se efectúa para las condiciones de caudal medio. El proceso deberá estar en capacidad de entregar la calidad establecida para el efluente en las condiciones del mes más frío.
PARA EL TANQUE DE AERACIÓN SE COMPROBARÁ LOS VALORES DE LOS
SIGUIENTES PARÁMETROS: período de retención en horas. edad de lodos en días. carga volumétrica en kg DBO/m3. remoción de DBO en %. concentración de sólidos en suspensión volátiles en el tanque de
aeración (SSVTA), en kg SSVTA/m3 (este parámetro también se conoce como sólidos en suspensión volátiles del licor mezclado - SSVLM).
carga de la masa en kg DBO/Kg SSVTA. Día. tasa de recirculación o tasa de retorno en %.
EN CASO DE NO REQUERIRSE LOS ENSAYOS DE TRATABILIDAD PODRÁN UTILIZARSE LOS SIGUIENTES
VALORES REFERENCIALES
LOS CRITERIOS DE DISEÑO PARA LOS SEDIMENTADORES SECUNDARIOS: el diseño se debe efectuar para caudales máximos horarios.PARA TODAS LAS VARIACIONES DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS (EXCLUYENDO AERACIÓN PROLONGADA) SE RECOMIENDA LOS SIGUIENTES PARÁMETROS
PROPUESTA DE SOLUCION
En nuestro proyecto inicial viene proponiendo el diseño de un solo PTAR y para ello se tenía que plantear una cámara de bombeo en el barrio la libertad, de manera que las aguas residuales colectadas en esta zona se puedan bombear hacia el PTAR ubicado en el paraje de Niño Pampa.
• En tal sentido se propone sectorizar zona centro de Chupaca en dos partes y proponer la creación de otro PTAR, para lo que sería el sector 1.
PROPUESTA DE SECTORIZACION
CAMARA DE BOMBEO
UBICACIÓN DEL PTAR
Tecnificar la disposición final de los lodos, con la
implementación de digestores y a través de ellos poder
aprovechar el gas.
CONCLUSIONES
Las plantas de tratamiento de aguas residuales método de lodos activados se podrá desarrollar en el distrito elegido ya que son sistemas diseñados para una población igual o mayor de 75000 habitantes y otras de menor tamaño que el organismo competente considere de importancia.
La población beneficiaria será la parte centro de Chupaca que cuenta con una población de
20976hab. Los parámetros mínimos que se deben considerar son: población, energía eléctrica, caudal de
diseño, tipo de efluente, topografía, clima, temperatura para una Planta de tratamiento de aguas residuales por el método de lodos activados.
La ubicación de nuestra Planta de tratamiento cumple con los parámetros exigidos por el
Reglamento Nacional de Edificaciones; en cuanto a su ubicación ya que será diseñado a 100 metros de la población.
Los procesos de una Planta de tratamiento de aguas residuales por el método de lodos activados en
el distrito del Chupaca serán los siguientes tratamientos preliminares, primarios y secundarios.
RECOMENDACIONES
Para llegar a realizar la implementación de una planta de tratamiento, se debe iniciar dando a conocer a la población de que se trata el proyecto, de sus ventajas y hacer que la población de involucre directamente con el tema.
Realizar una inspección de la localidad donde se desee implementar el proyecto para poder determinar el sistema a ser implementado.
Desarrollar el estudio del proyecto teniendo presente lo normado en el RNE, para cumplir con todos los parámetros establecidos y no generar retrasos en su desarrollo y rechazo al proyecto.
Informarse sobre los avanzases tecnológicos, para llevar mejores propuestas y por lo tanto tener mejores resultados disminuyendo daños colaterales.
GRACIAS POR SU
ATENCION
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